JPH06117467A - ブレーキパッドの異常判定方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく、しかもバラツキが少なく且つ精度
の高い良否判定が可能なブレーキパッドの異常判定方法
とその装置を提供することを目的とする。 【構成】 ブレーキパッドへ衝撃を加えた際に発生する
衝撃音を電気信号に変換するマイクロフォン１０と、マ
イクロフォン１０の出力である電気信号を基に、各周波
数ごとのスペクトルデータを作成するＦＦＴアナライザ
１４と、ＦＦＴアナライザ１４の出力であるスペクトル
データと予め作成されている正常なブレーキパッドが発
生する音のスペクトルデータを比較し、当該比較結果が
予め定められた基準範囲を外れる場合に当該ブレーキパ
ッドが異常であると判定する判定手段１６とを具備する
ことを特徴とするブレーキパッドの異常判定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブレーキパッドの異常判
定方法とその装置に関し、より詳細にはブレーキパッド
を構成するライニングおよびパッドプレートのクラック
等の異常を、当該ブレーキパッドの発する音により検出
するブレーキパッドの異常判定方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキパッドは、走行する車輌を停止
させるため、ブレーキシューやキャリパに取り付けられ
て、車輪と一体に回転しているブレーキドラムやブレー
キディスクに圧接され、その摩擦力により車輪の回転に
制動をかける物であり、極めて高い安全性が要求され
る。従って、制動時に加わる高い圧力や、摩擦熱による
高温に対しても破壊に至らないように、出荷検査の際に
全数クラック等の異常の有無を検査している。従来、こ
のブレーキパッドのクラック等の異常の有無を検査する
方法は、まず作業者がハンマ等でブレーキパッドに何回
も衝撃を加え、ブレーキパッドから衝撃音を発生させ
る。一般に物質が発する衝撃音は、物体固有の周波数を
有するので、ブレーキパッドにクラック等の異常が有る
場合には、その衝撃音の周波数は良品のブレーキパッド
の発する衝撃音の周波数と異なる（周波数は低くな
る）。従って、作業者はブレーキパッドの衝撃音を耳で
聞き、周波数の高低を判断することでブレーキパッドの
良否を検査することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のブレーキパッドの異常判定方法には次のような課
題がある。安全性確保のため、小さなクラック等の微細
な異常の有無まで検査しようとすると、良品との衝撃音
の周波数の高低（音の高低）差は非常に微妙なものとな
り、この周波数の微小な差を聞き分けるためには熟練し
た作業者が必要となると共に、熟練した作業者であって
も、一回の衝撃音で判断できない場合が多く、何回もハ
ンマ等でブレーキパッドを叩く必要があり、作業効率が
悪い。また、作業者の熟練度により良否判定の程度にバ
ラツキが生じ易いという課題がある。従って、本発明は
上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところ
は、効率よく、しかもバラツキが少なく且つ精度の高い
良否判定が可能なブレーキパッドの異常判定方法とその
装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、請求項１記
載のブレーキパッドの異常判定方法は、ブレーキパッド
へ衝撃を加えて該ブレーキパッドから衝撃音を発生さ
せ、該衝撃音を電気信号に変換し、該電気信号を基に、
各周波数ごとのスペクトルデータを作成し、その後該ス
ペクトルデータと、正常なブレーキパッドが発生する衝
撃音のスペクトルデータとを比較し、当該比較結果が予
め定めらた基準範囲を外れる場合に当該ブレーキパッド
が異常であると判定することを特徴とする。

【０００５】また、請求項２記載のブレーキパッドの異
常判定装置は、ブレーキパッドへ衝撃を加えた際に発生
する衝撃音を電気信号に変換するマイクロフォンと、該
マイクロフォンの出力である前記電気信号を基に、各周
波数ごとのスペクトルデータを作成するＦＦＴアナライ
ザと、該ＦＦＴアナライザの出力である前記スペクトル
データと予め作成されている正常なブレーキパッドが発
生する音のスペクトルデータを比較し、当該比較結果が
予め定められた基準範囲を外れる場合に当該ブレーキパ
ッドが異常であると判定する判定手段とを具備すること
を特徴とする。

【０００６】

【作用】ブレーキパッドが発する衝撃音を電気信号に変
換し、電気信号を基にスペクトルデータを作成し、その
後当該スペクトルデータと、正常なブレーキパッドが発
生する衝撃音のスペクトルデータとを比較し、当該比較
結果が予め定められた基準範囲を外れる場合には、当該
ブレーキパッドが異常であると判定する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。まず、図１〜図４と共に構成につい
て説明する。１０はマイクロフォンであり、ハンマ等で
衝撃が加えられる被検査物であるブレーキパッド（不図
示）近傍に、当該衝撃による振動の影響を排除するた
め、ブレーキパッドとは非接触に配置されている。な
お、ブレーキパッドに衝撃を加える場合には、作業者が
ハンマ等で行ってもよいが、ロボット等により自動で行
うと、衝撃力をほぼ一定にでき、衝撃音の大きさを揃え
ることができるため、一層精度の良い検査が行える。マ
イクロフォン１０はブレーキパッドが発する衝撃音を集
音し、集音した音をアナログの電気信号に変換する。１
２は帯域フィルタであり、マイクロフォン１０の出力で
あるアナログの電気信号に含まれる特定周波数帯域の信
号のみを補正信号として出力する。これによりマイクロ
フォン１０から集音された他の騒音等の雑音成分を除去
する機能を有する。１４はＦＦＴアナライザであり、マ
イクロフォン１０が出力する電気信号と、前記補正信号
が入力され、電気信号が入力されてから所定の時間内の
補正信号の、予め決められた範囲内の周波数成分ごとの
パワースペクトルをアナロク信号のスペクトルデータと
して作成する。また、電気信号の入力レベルが一定レベ
ル以上となった場合に、マイクロフォン１０により衝撃
音が集音されたことを意味するトリガ信号を出力する。

【０００８】１６は判定手段であり、スペクトルデータ
を表示するためのＣＲＴディスプレイ装置１８と、ＣＲ
Ｔディスプレイ装置１８の管面表面に取り付けられたＣ
ｄｓセンサ２０と、判定装置２２と、判定結果を出力す
る出力手段としての例えば２色のランプ（緑、赤）で構
成された表示器２４および例えば２種類の音色（ピンポ
ン、ブー）を出力するブザー２６とから構成されてい
る。ＣＲＴディスプレイ装置１８の管面には、入力され
たスペクトルデータを基に、一例として図３（良品のス
ペクトルデータ波形）および図４（不良品のスペクトル
データ波形）のような所定周波数範囲内の各周波数成分
ごとの電力レベルを示す波形が所定の明るさの輝線で表
示される。また、Ｃｄｓセンサ２０は、図３および図４
の位置に取り付けられており、取り付けられた位置の一
定範囲Ａ内の輝線の有無を検出し、範囲Ａに輝線が有る
場合に検出信号を出力する。さらに、判定装置２２は、
トリガ信号が入力された直後の所定時間内の検出信号の
入力の有無により、表示器２４とブザー２６を駆動し、
検出信号が有りの場合には緑色ランプを点灯させると共
に一方の音色（ピンポン）を発生させ、無しの場合には
赤色ランプを点灯させると共に他方の音色（ブー）を発
させる。また、再度トリガ信号が入力された場合には、
表示手段２４と鳴動手段２６の駆動をリセットする。

【０００９】続いて図２のフローチャートをさらに参照
して動作について説明する。まず、各構成部材に電源を
供給し、ブレーキパッドが発する衝撃音を集音し、解析
できる状態とする。なお、Ｃｄｓセンサ２０はＣＲＴデ
ィスプレイ装置１８の管面上へ、予め取得されたブレー
キパッドの良品と不良品のスペクトルデータを基に、図
３および図４に示すように良品の場合にはＣｄｓセンサ
２０の検出範囲Ａ内に輝線が表示され、不良品の場合に
は輝線が表示されない位置に取り付けておく（ステップ
１００）。従って、Ｃｄｓセンサ２０から検出信号が出
力されれば許容差範囲内であり、ブレーキパッドは良品
であると判定できる。また、管面に取り付けたＣｄｓセ
ンサ２０の外光からの影響を少なくするために、検出位
置のみに開口部を設けたマスキング材で検出位置周辺を
覆うと良いし、Ｃｄｓセンサ２０の検出範囲Ａは、この
マスキング材の開口部の大きさを変えたり、Ｃｄｓセン
サ２０の数を増減することで可変することができ、良否
判定の基準範囲の増減が可能となる。

【００１０】準備が完了したらマイクロフォン１０の近
傍で、検査するブレーキパッドに衝撃を加え、衝撃音を
発生させてマイクロフォン１０から衝撃音を集音し（ス
テップ１０２）、さらに帯域フィルタ１２で騒音等の雑
音成分を除去し（ステップ１０４）、ＦＦＴアナライザ
１４で、当該音に対応するスペクトルデータ（良品の場
合は図３に示し、不良品の場合は図４に示す）を作成し
（ステップ１０６）、そのスペクトルデータをＣＲＴデ
ィスプレイ装置１８に表示する（ステップ１０８）。

【００１１】続いて、ＣＲＴディスプレイ装置１８の管
面上に取り付けられたＣｄｓセンサ２０で検出範囲Ａ内
の輝線の有無を検出することで基準スペクトルデータと
比較する（ステップ１１０）。図３の場合にはＣｄｓセ
ンサ２０の検出範囲Ａ内に輝線の有るため、検出信号が
出力され、図４の場合にはＣｄｓセンサ２０の検出範囲
Ａ内に輝線が無いため、検出信号は出力されない。ま
た、本実施例では、１つの周波数成分についてのみ輝線
の有無を検査しているが、複数のＣｄｓセンサ２０を用
いて複数の周波数成分について基準スペクトルデータと
比較するようにしても良い。次に、判定装置２２はトリ
ガ信号の入力直後の所定時間内の検出信号の有無を判断
し（ステップ１１２）、検出信号が有る場合には表示器
２４とブザー２６を駆動し、緑色ランプを点灯させると
共に一方の音色（ピンポン）を発生させる（ステップ１
１４）。これにより、作業者は、検査されたブレーキパ
ッドが良品であることを確認できる。また、検出信号が
無い場合には表示器２４とブザー２６を駆動し、赤色ラ
ンプを点灯させると共に他方の音色（ブー）を発生させ
て（ステップ１１６）、作業者に検査されたブレーキパ
ッドが不良品であることを知らせる。以上、ステップ１
０２からステップ１１４またはステップ１１６を繰り返
すことで連続してブレーキパッドの検査を行える。

【００１２】（第２実施例）第２実施例について図５〜
６と共に説明する。まず、図５と共に構成について説明
するが、第１実施例と同一の構成要件については第１実
施例と同一の部材番号を付し、説明は省略する。判定手
段１６は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２８
と、ＲＯＭ３０と、ＲＡＭ３２と、マイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）３４と、入力キー３６と、表示器２４と、ブ
ザー２６とから構成されている。さらに詳細に説明する
と、Ａ／Ｄ変換部２８は、ＦＦＴアナライザ１４から入
力されたアナロク信号としてのスペクトルデータを、同
じくＦＦＴアナライザ１４から入力されたトリガ信号の
入力後所定時間内だけ、ディジタル信号に変換する。ま
た、ＲＯＭ３０には、良品のブレーキパッドの標準的な
衝撃音に相当する周波数成分ごとのパワースペクトル
で、基準スペクトルデータとして予め測定しておいたも
のが記憶されている。本実施例の場合、基準スペクトル
データは予めＲＯＭ３０に記憶されているが、ブレーキ
パッドの検査開始後、一定の時間基準スペクトルデータ
とするデータをサンプリングして書き込み可能な記憶装
置（ＲＡＭ，フロッピイディスク等）に記憶するように
してもよい。ＲＯＭ３０には基準スペクトルデータの
他、後述するマイクロプロセッサのオペレーティングシ
ステム、制御プログラム、制御データ等が記憶されてい
る。なお、ＲＯＭ３０の記憶内容のうち、基準スペクト
ルデータ、制御プログラム、制御データは外部メモリに
記憶しておいてもよい。また、複数の異なったブレーキ
パッドに対応する複数の基準スペクトルデータをＲＯＭ
３０等に記憶しておいてもよい。

【００１３】ＲＡＭ３２は、Ａ／Ｄ変換されたスペクト
ルデータを一時記憶する。また、ＲＡＭ３２には入力さ
れたデータや、出力する情報、マイクロプロセッサが演
算した演算結果等も一時記憶される。なお、一時記憶手
段としてはＲＡＭ３２の代わりにフロッピイディスクや
ＩＣメモリカードを用いてもよい。ＭＰＵ３４はＲＡＭ
３２に記憶されているスペクトルデータをＲＯＭ３０に
記憶されている基準スペクトルデータと比較演算して、
当該比較結果が、予め制御プログラムで定められている
基準範囲（例えば経験から知り得る周波数毎に予め定め
られた許容差）内であれば当該ブレーキパッドは正常で
あると判定し、一方当該比較結果が、前記基準範囲を外
れる場合には当該ブレーキパッドが異常であると判定す
る。その他、ＭＰＵ３４はブレーキパッド異常判定装置
の各部の制御および演算処理を制御プログラム、制御デ
ータに従ってコントロールする。従って、判定結果を出
力する出力手段の表示器２４とブザー２６はＭＰＵ３４
が制御する。３６は入力手段の一例である入力キーであ
り、ＭＰＵ３４へ各種コマンド、データを入力する。ま
た、出力手段としてＭＰＵ３４にプリンタ等を接続し、
判定結果を印字するようにしても良い。

【００１４】続いて図６のフローチャートをさらに参照
して動作について説明する。本実施例のブレーキパッド
異常判定装置の電源を投入する。これによりＭＰＵ３４
はＲＯＭ３０から制御プログラムおよび制御データを読
出し、ＲＡＭ３２のクリア等の準備を行う（ステップ２
００）。本実施例では基準スペクトルデータ（図３に示
す）はＲＯＭ３０に予め記憶されているが、もし基準ス
ペクトルデータのサンプリングを行う場合は始動後に行
う。準備が完了したらマイクロフォン１０がブレーキパ
ッドの発生する衝撃音を集音し（ステップ２０２）、帯
域フィルタ１２が騒音等の雑音成分を除去し（ステップ
２０４）、ＦＦＴアナライザ１４で、当該音に対応する
スペクトルデータを作成する（ステップ２０６）。そし
てＭＰＵ３４は、Ａ／Ｄ変換部２８にてディジタル信号
に変換されたスペクトルデータをＲＡＭ３２に記憶する
（ステップ２０８）。

【００１５】続いて、ＭＰＵ３４はＲＡＭ３２に記憶さ
れているスペクトルデータをＲＯＭ３０に記憶されてい
る基準スペクトルデータと比較する（ステップ２１
０）。この比較は例えば周波数毎にパワースペクトルの
レベルを比較し、両者の差がプラス及びマイナス方向へ
予め定められている許容差内か否かを判断する（ステッ
プ２１２）。本実施例では１の周波数について両者の差
が許容差を越えていたら許容差外とする。この判断につ
いてはブレーキパッドの種類等を勘案して適宜判定基準
として設定すればよい。ステップ２１２において、スペ
クトルデータと基準スペクトルデータとの差が基準差内
と判断された場合は前記第１実施例と同様に表示器２４
およびブザー２６を駆動して（ステップ２１４）、作業
者にブレーキパッドが良品であることを知らせてステッ
プ２０２へ戻り、次回の判定を行う。一方、スペクトル
データと基準スペクトルデータとの差が許容差外と判断
された場合は異常状態なので、前記第１実施例と同様に
表示器２４およびブザー２６を駆動して（ステップ２１
４）、ブレーキパッドの不良を作業者に報知する。そし
て、ステップ２０２へ戻り、次回の判定を行う。以上、
本発明の好適な実施例について種々述べてきたが本発明
上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神を逸
脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんであ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係るブレーキパッド異常判定方
法とその装置を用いると、ブレーキパッドが発する衝撃
音を電気信号に変換し、電気信号を基にスペクトルデー
タを作成し、その後当該スペクトルデータと、正常なブ
レーキパッドが発生する衝撃音に相当するスペクトルデ
ータとを比較し、当該比較結果が予め定められている所
定範囲を越えて相違する場合に当該ブレーキパッドが異
常であると自動的に判定するため作業者が耳で聞いて良
否判定する必要がなく、バラツキが少なく且つ精度の高
い検査が効率良く行える等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブレーキパッド異常判定装置の第
１実施例を示したブロックダイアグラム。

【図２】その動作を示したフローチャート。

【図３】基準スペクトルデータを示したグラフ。

【図４】作成したスペクトルデータを示したグラフ。

【図５】第２実施例を示したブロックダイアグラム。

【図６】その動作を示したフローチャート。

【符号の説明】

１０ マイクロフォン １２ 帯域フィルタ １４ ＦＦＴアナライザ １６ 判定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキパッドへ衝撃を加えて該ブレー
   キパッドから衝撃音を発生させ、 該衝撃音を電気信号に変換し、 該電気信号を基に、各周波数ごとのスペクトルデータを
   作成し、 その後該スペクトルデータと、正常なブレーキパッドが
   発生する衝撃音のスペクトルデータとを比較し、 当該比較結果が予め定めらた基準範囲を外れる場合に当
   該ブレーキパッドが異常であると判定することを特徴と
   するブレーキパッドの異常判定方法。
2. 【請求項２】 ブレーキパッドへ衝撃を加えた際に発生
   する衝撃音を電気信号に変換するマイクロフォンと、 該マイクロフォンの出力である前記電気信号を基に、各
   周波数ごとのスペクトルデータを作成するＦＦＴアナラ
   イザと、 該ＦＦＴアナライザの出力である前記スペクトルデータ
   と予め作成されている正常なブレーキパッドが発生する
   音のスペクトルデータを比較し、当該比較結果が予め定
   められた基準範囲を外れる場合に当該ブレーキパッドが
   異常であると判定する判定手段とを具備することを特徴
   とするブレーキパッドの異常判定装置。